Java 18的使用主要体现在：性能优化、新的语言特性、改进的API、增强的安全性、以及工具的升级。 这些改进使得Java 18不仅更强大，更高效，还增加了开发者的生产力。本文将深入探讨Java 18的各项更新内容，并提供详细的使用指南和示例代码。
一、新的语言特性
1、Switch表达式改进
Java 18中对Switch表达式进行了改进，使其更加简洁和易用。Switch表达式现在可以返回值，这意味着可以直接将Switch表达式作为变量赋值的方式使用。
示例代码：
public class SwitchExample {
public static void main(String[] args) {
int month = 8;
String monthName = switch (month) {
case 1 -> "January";
case 2 -> "February";
case 3 -> "March";
case 4 -> "April";
case 5 -> "May";
case 6 -> "June";
case 7 -> "July";
case 8 -> "August";
case 9 -> "September";
case 10 -> "October";
case 11 -> "November";
case 12 -> "December";
default -> "Invalid month";
};
System.out.println(monthName);
}
}
2、Pattern Matching for instanceof
在Java 18中，instanceof操作符得到了增强，现在可以在进行类型检查后直接对变量进行类型转换，简化代码。
示例代码：
public class InstanceofExample {
public static void main(String[] args) {
Object obj = "Hello, World!";
if (obj instanceof String str) {
System.out.println(str.toUpperCase());
} else {
System.out.println("Not a string");
}
}
}
二、性能优化
1、G1垃圾收集器改进
Java 18对G1垃圾收集器进行了多项改进，使其在处理大量数据时更加高效。G1垃圾收集器是默认的垃圾收集器，优化后可以显著提高应用程序的性能。
详细描述：
G1垃圾收集器通过动态调整内存分配和回收策略，减少了垃圾回收过程中的暂停时间。新的优化包括并行化标记阶段、改进的预测模型以及更高效的内存压缩算法。这些改进使得G1垃圾收集器在处理大规模应用程序时更加可靠和高效。
2、JVM启动速度提升
Java 18在JVM启动速度方面也进行了优化，使应用程序启动更快。通过优化类加载和初始内存分配，JVM启动时间得到了显著缩短。
详细描述：
启动速度的提升得益于对类加载过程的优化，包括减少类的初始化次数和改进类加载缓存机制。此外，通过优化内存分配策略，减少了启动时的内存分配开销。这些改进使得Java应用程序在启动时更加迅速，特别是在容器化环境中表现尤为明显。
三、改进的API
1、Vector API
Java 18引入了Vector API，提供了对向量运算的支持，使得数据处理更加高效。Vector API允许开发者利用硬件加速功能，显著提高计算性能。
示例代码：
import jdk.incubator.vector.FloatVector;
import jdk.incubator.vector.VectorSpecies;
public class VectorExample {
private static final VectorSpecies<Float> SPECIES = FloatVector.SPECIES_256;
public static void main(String[] args) {
float[] a = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f};
float[] b = {5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f};
float[] c = new float[4];
FloatVector va = FloatVector.fromArray(SPECIES, a, 0);
FloatVector vb = FloatVector.fromArray(SPECIES, b, 0);
FloatVector vc = va.add(vb);
vc.intoArray(c, 0);
for (float value : c) {
System.out.println(value);
}
}
}
2、Foreign Function & Memory API
Java 18还引入了Foreign Function & Memory API，使得Java能够更方便地调用非Java代码和操作外部内存。这个API对于需要与C/C++代码交互的应用程序非常有用。
示例代码：
import jdk.incubator.foreign.MemorySegment;
import jdk.incubator.foreign.ResourceScope;
import jdk.incubator.foreign.SegmentAllocator;
public class ForeignMemoryExample {
public static void main(String[] args) {
try (ResourceScope scope = ResourceScope.newConfinedScope()) {
SegmentAllocator allocator = SegmentAllocator.ofScope(scope);
MemorySegment segment = allocator.allocateArray(ValueLayout.JAVA_INT, 1, 2, 3, 4);
int sum = 0;
for (int i = 0; i < segment.byteSize() / Integer.BYTES; i++) {
sum += segment.get(ValueLayout.JAVA_INT, i * Integer.BYTES);
}
System.out.println("Sum: " + sum);
}
}
}
四、增强的安全性
1、默认启用JEP 411
JEP 411（禁用Java中的Security Manager）在Java 18中默认启用，以提高应用程序的安全性。Security Manager曾是Java安全模型的一部分，但由于其复杂性和性能开销，逐渐被弃用。
详细描述：
默认禁用Security Manager的决定是基于其在现代Java应用中的有限使用。大多数开发者选择其他安全机制，如容器化和外部安全工具。此外，Security Manager的复杂性和对性能的影响使得其逐渐被弃用。Java 18通过默认禁用Security Manager，简化了安全配置，提高了应用程序的性能和安全性。
2、TLS 1.3改进
Java 18对TLS 1.3协议进行了改进，增强了安全性和性能。TLS 1.3是现代加密协议，提供了更快的握手过程和更强的安全性。
详细描述：
TLS 1.3通过减少握手阶段的往返次数，显著提高了连接建立的速度。此外，TLS 1.3引入了更强的加密算法和更严格的安全要求，防止了多种已知的攻击手段。Java 18对TLS 1.3的改进包括更高效的密钥交换算法和更安全的默认配置，使得Java应用在网络通信中的安全性得到了进一步提升。
五、工具的升级
1、JDK Flight Recorder改进
JDK Flight Recorder (JFR)是Java诊断和监控工具，Java 18对其进行了改进，使其更加易用和高效。JFR收集的诊断数据可以用于性能调优和问题排查。
示例代码：
public class FlightRecorderExample {
public static void main(String[] args) {
// 开启Flight Recorder
try (var recording = new Recording()) {
recording.start();
// 模拟应用程序逻辑
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
System.out.println("Iteration: " + i);
}
recording.stop();
// 导出录制数据
recording.dump(Path.of("flightRecording.jfr"));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2、JEP 356: Enhanced Pseudo-Random Number Generators
Java 18引入了JEP 356，提供了增强的伪随机数生成器。这些新生成器提供了更好的性能和更强的随机性，适用于需要高质量随机数的应用程序。
示例代码：
import java.util.random.RandomGenerator;
import java.util.random.RandomGeneratorFactory;
public class RandomExample {
public static void main(String[] args) {
RandomGenerator generator = RandomGeneratorFactory.of("L64X128MixRandom").create();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(generator.nextInt());
}
}
}
六、Java 18的最佳实践
1、利用新特性简化代码
Java 18引入的Switch表达式和Pattern Matching for instanceof等新特性，可以显著简化代码，提高可读性和维护性。开发者应尽可能利用这些新特性来编写更简洁和高效的代码。
详细描述：
Switch表达式的改进使得条件分支处理更加简洁，不再需要冗长的case语句和break语句。Pattern Matching for instanceof则消除了类型转换的繁琐步骤，使类型检查和转换更加直观。这些特性不仅提高了代码的可读性，还减少了潜在的错误。
2、优化性能和内存管理
利用Java 18中的性能优化特性，如G1垃圾收集器改进和JVM启动速度提升，可以显著提高应用程序的性能。开发者应根据应用程序的需求，调整垃圾收集器和内存管理策略，以获得最佳性能。
详细描述：
G1垃圾收集器的改进使得内存管理更加高效，减少了垃圾回收过程中的暂停时间。开发者可以通过配置G1垃圾收集器的参数，如-XX:MaxGCPauseMillis，来优化应用程序的性能。此外，JVM启动速度的提升使得应用程序在启动时更加迅速，特别是在短生命周期的应用中表现尤为明显。
3、利用新API提高生产力
Java 18引入的Vector API和Foreign Function & Memory API等新API，可以显著提高数据处理和跨语言交互的效率。开发者应熟悉这些API的使用方法，利用其优势来提升开发效率和应用性能。
详细描述：
Vector API提供了对向量运算的支持，使得数据处理更加高效。开发者可以利用硬件加速功能，显著提高计算性能。Foreign Function & Memory API则使得Java能够更方便地调用非Java代码和操作外部内存，适用于需要与C/C++代码交互的应用程序。这些API的引入不仅丰富了Java的功能，还提供了更多的开发选择。
七、总结
Java 18带来了诸多新特性和改进，包括语言特性的增强、性能优化、改进的API、增强的安全性以及工具的升级。这些改进使得Java 18更加高效、安全和易用。开发者应充分利用这些新特性和改进，编写高质量的Java应用程序。通过熟悉和掌握Java 18的新功能，开发者可以显著提高开发效率，提升应用程序的性能和安全性。
相关问答FAQs：
1. 如何在Java 18中使用新的语言特性？
在Java 18中，您可以使用新的语言特性来提高代码的效率和可读性。例如，可以使用新的模式匹配语法来简化条件语句的编写，或者使用新的记录类型来创建不可变的数据类。要使用这些特性，您需要确保您的开发环境已经升级到Java 18，并且您的代码编译器也支持这些特性。
2. Java 18中有哪些新的API可供使用？
Java 18引入了一些新的API，以帮助开发人员更轻松地处理各种任务。例如，您可以使用新的日期和时间API来处理日期和时间，使用新的HTTP客户端API来发送HTTP请求，或者使用新的并发API来实现多线程编程。要使用这些新的API，您需要查阅Java 18的官方文档，了解其用法和示例。
3. 如何在Java 18中提高性能和内存管理？
在Java 18中，您可以采用一些优化技巧来提高代码的性能和内存管理。例如，您可以使用新的垃圾回收器来改善内存的分配和释放，或者使用新的性能分析工具来检测和优化代码的瓶颈。此外，您还可以使用新的并发库来实现更高效的并发编程。要提高性能和内存管理，在编写代码时应遵循最佳实践，并使用合适的工具进行性能测试和优化。
原创文章，作者：Edit2，如若转载，请注明出处：https://docs.pingcode.com/baike/190646
